مدلسازی عددی پیشروی موج ناشی از شکست سد و موج منظم بر روی بستر با مانع با استفاده از روش wcsph

در این مقاله برای شبیه‌سازی پیشروی موج ناشی از شکست سد بر روی بستر خشک با مانع و همچنین پیشروی موج منظم بر روی یک مانع نفوذناپذیر (دیوارساحلی شیبدار) از مدل هیدرودینامیک ذرات هموار نسبتاً تراکم‌پذیر (wcsph) استفاده شده است. مدل wcsph یک مدل عددی لاگرانژی بدون شبکه دو بعدی بوده و سیال را به صورت کمی تراکم‌پذیر در نظر می‌گیرد و علاوه بر حل معادلات حاکم بر سیال لزج برای بدست آوردن میدان سرعت و چگالی، از حل معادله حالت برای بدست آوردن فشار استفاده می‌کند. برای شبیه‌سازی آشفتگی سیال در روند پیشروی موج بر روی بستر با مانع، از مدل آشفتگی sps که بوسیله تئوری شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (les) بدست آمده، استفاده شده است. در تحقیق حاضر، برای بررسی دقت مدل در شبیه‌سازی پیشروی موج بر روی یک مانع نفوذناپذیر، نتایج مدل عددی حاضر با نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین نتایج مدل عددی حاضر با نتایج مدل عددی محققین پیشین مورد مقایسه قرار گرفت، که نتایج مدل عددی حاضر از تطابق بهتری با نتایج آزمایشگاهی برخوردار بود. نتایج مدلسازی نشان داد که بسیاری از پدیده‌های پیچیده که در پیشروی موج در برخورد با مانع اتفاق می‌افتد، مانند پرش هیدرولیکی، شکست موج و بازتاب‌های جزئی به خوبی با استفاده از روش wcsph قابل مدلسازی است. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل عددی تهیه شده، ابزاری قوی جهت شبیه‌سازی پیشروی موج ناشی از شکست سد و موج منظم می‌باشد.

numerical modeling of wave propagation due to dam breaks and regular wave on a bed with a hump using wcsph

in this paper, a linear lagrangian numerical model is used for simulating the wave propagation due to dam breaks on a dry bed with a hump, as well as the regular wave propagation on impermeable sloped sea wall, called the relatively compact (gcm) hydrodynamic model of relatively compact particles (wcsph). this model is two-dimensional and considers the fluid to be weakly compressible. in addition to solving the viscous fluid governing equations for velocity and density field uses the state equation for obtaining the pressure. this reduces the computational volume compared to the base method of the particle hydrodynamic model. to simulate fluid turbulence in the wave propagation process due to dam break on a dry bed with a hump and regular wave propagation on impermeable sloped sea wall the sps turbulence model, which was obtained by large eddy simulation (les) approach was used. the results of numerical simulations were compared with laboratory experiments. also, the results of present numerical model were compared with the other numerical model. the results shown, the wcsph computations produce better results than those of other numerical model, with respect to the experimental data. the modeling results show that many complex phenomena that occur in wave propagation over a hump, such as hydraulic jump, wave breaking and partial reflections can be well modeled using the wcsph method. the results of this study show that wcsph method provides a useful tool to investigate the wave propagation due to dam break and regular wave over impermeable hump.